문어 지능으로 복잡한 뇌의 진화에 빛을 밝힙니다

문어는 중추 뇌와 말초 신경계를 모두 갖고 있어 독립적으로 행동할 수 있습니다. [니르 프리드먼]

문어를 만나는 것은 여러 측면에서 우리가 행성 간 외계인을 만날 수 있는 가장 가까운 곳입니다. 그러나 새로운 연구에 따르면 이들의 뇌는 인간의 뇌와 몇 가지 놀라운 공통점을 가지고 있습니다. 아마도 가장 두드러지는 것은 마이크로RNA(miRNA)와 이것이 뇌 발달에서 수행하는 역할입니다. miRNA는 복잡한 뇌의 발달에 중요할 수 있습니다.

"더 높은 인지 기능을 가진 복잡한 뇌는 척추동물에서만 진화했습니다. 한 가지 예외는 있습니다. 연체 두족류(예: 문어)"라고 막스 델브뤼크 센터(MDC-MDC-Berlin Institute for Medical Systems Biology)의 과학 책임자인 Nikolaus Rajewsky 박사는 말합니다. BIMSB), 유전자 조절 요소 연구실의 시스템 생물학 책임자입니다. "문어의 뇌는 복잡한 포유류의 뇌와 완전히 독립적으로 진화했기 때문에 이것은 중요합니다."

Rajewsky는 문어가 RNA 편집에 능숙하다는 과학 문헌을 읽은 후 연구를 시작했습니다. 그는 아마도 문어가 "RNA 예술가"이고 다른 RNA 기반 메커니즘을 진화시켰다는 가설을 세웠습니다. Rajewsky는 "이러한 메커니즘은 문어의 진화를 더 잘 이해하는 것뿐만 아니라 잠재적으로 인간의 RNA 응용을 위한 새로운 도구를 활용하는 데에도 흥미로울 것"이라고 말했습니다.

그는 메신저 RNA, 비암호화 RNA, 특히 죽은 문어의 다양한 조직 유형에 있는 작은 RNA의 프로파일을 작성했습니다. RNA 편집은 편집 부위가 중요한 부위에 매핑되지 않았기 때문에 덜 흥미로운 것으로 밝혀졌지만 연구자들은 신경 조직, 주로 뇌에서 42개의 새로운 miRNA 계열을 발견했습니다.

Rajewsky와 그의 팀이 확인한 42개의 miRNA 계열은 인간과 공유되지 않습니다. 실제로 문어와 인간의 가장 최근 공통 조상은 약 7억 5천만년 전에 살았던 원시 편형동물이었습니다. 이 유전자는 문어의 진화 과정에서 보존되었으므로 유익할 가능성이 높습니다. 이제 문제는 그들이 제공하는 이점이 정확히 무엇인지입니다.

문어는 보호를 위해 열린 껍질을 사용하거나 발사체로 사용하여 자신을 위장하고 보호하고 나중에 사용하기 위해 수집하고 저장하는 능력과 잘 알려진 위장 능력으로 예시되는 창의적인 사고 방식을 가진 호기심 많은 생물입니다. 그들은 또한 사람과 사물을 기억하고 뚜렷한 선호도를 가지고 있습니다. 브라질 연구팀은 그들이 꿈을 꿀 수도 있다고 생각합니다.

일부 연구자들은 (다른 동물과 마찬가지로) 간식에 의해 동기가 부여되지 않는다고 보고했습니다. Rajewsky는 다음과 같이 지적합니다. "그들은 개성이 있습니다. 따라서 아마도 그들은 음식으로 보상하려고 한다는 것을 알고 조종당하는 것을 좋아하지 않습니다. 저는 행동 과학자가 아닙니다. 저는 단지 추측일 뿐입니다. "라고 그는 강조합니다. "그러나 그것은 우리의 개념과 바로 비교할 수 없는 지능이 있다는 사실을 설명합니다.

"문어는 특별한 무척추 동물입니다. 문어의 뇌가 어떻게 기능하는지 연구함으로써 우리는 신경계를 방해하거나 신경계를 더 잘 이해하는 새로운 도구를 배울 수 있습니다"라고 Rajewsky는 GEN에 말했습니다. 연구자들은 분명히 이 동물을 연구하는 데 관심이 있지만 다음 실험용 쥐가 될 위험은 없습니다. 그것의 뇌는 "다른 모든 동물의 뇌 중에서 가장 먼 뇌"입니다.

문어도 연구하기 어렵고 수족관이 필요합니다. Rajewsky는 분자 생물학 분야에서 일하는 시스템 생물학자로서 분자 상호 작용을 연구하여 질병뿐만 아니라 조직 내 세포의 기능을 이해합니다. "문어에서 이것을 하기 위해서는 기술적인 연구만 할 수 있습니다. 동물을 넣을 수 있는 탱크가 없기 때문에 문어에서는 분자 실험을 할 수 없습니다." 또한 문어 생화학에 맞게 기존 도구를 조정해야 합니다. 그래서 그는 “나는 문어를 대상으로 실험할 생각은 없다”고 말한다. 대신 그는 나폴리의 해양 기지에서 수집한 냉동 조직 샘플을 분석했습니다.

Rajewsky와 그의 팀은 18개 문어 조직에 걸친 전사 후 조절의 주요 방식을 정량화하는 것부터 시작했습니다. 그들은 A-to-I 편집이 miRNA 기능과 별개이므로 기능적으로 중요한 측면에서 이를 변조하지 않는다는 것을 발견했습니다. 구체적으로, "...대부분의 편집은 mRNA의 인트론과 3개의 프라임 UTR에서 발생했습니다"라고 그들은 예상한 대로 신경 조직에서 대체 접합이 가장 높았다고 썼습니다. 편집으로 인해 스플라이스 사이트가 거의 변경되지 않았습니다. 실제로 전사체는 일반적으로 다른 무척추동물의 전사체와 유사했습니다.